大型基坑混凝土支撑拆除技术措施

摘要：近年来，土地资源的有效利用成为城市发展的一个重要方向，同时在一些改造工程中，有效利用厂界范围内的土地也成为城市规划的重点方向。在有效利用土地资源的理念下，结构走向集约化设计，集约化满足占地方面的需求。本文结合4×105m3污水处理厂改造工程，分析了大型基坑混凝土支撑拆除的重点和难点、拆除方式选择的出发点和意义、拆除过程的流程控制管理、拆除作业的技术措施、拆除过程中的其他保障措施，为大型支撑的拆除作业总结系统流程和技术措施，将粗放的作业精细化，结合实际问题，提出未来混凝土支撑在施工阶段拆除因素，更加安全、高效地采取拆除大型基坑混凝土支撑的技术措施。

关键词：大型基坑；混凝土；支撑；拆除

目前，大型基坑规模随着科技的发展和工程经验的积累不断扩大，大型基坑支撑拆除作业是基坑工程中的最后环节。在这个环节中，拆除工作对工程进度和安全都有较大的考验，区别于中小型基坑，大型基坑支撑体系更复杂，拆除工作危险系数更高，对周边的影响更大，保障拆除进度和安全，总结经验和技术应用能够为拆除技术的发展提供依据。

在大型基坑施工过程中，基坑采用SMW工法桩及内支撑作为基坑围护。施工单位安全等级为一（开挖深度≥12.0m）、二级（其他），环境保护等级为二级。施工单位采用对撑结合角撑支撑体系，竖向设置两层钢筋混凝土围檩支撑+一层落深区钢支撑，为了满足施工开挖和交通需求，顶部设置双栈桥的平板结构。顶圈梁、板、支撑混凝土强度等级均为C30。

一、大型基坑混凝土支撑拆除的重点和难点

（一）拆除方式的选择是重点

支撑拆除主要有机械凿除、手动风镐、链条锯切割、静爆、水钻等方法，如何降低对基坑的扰动，保障基坑的结构安全，达到无损拆除是本工程支撑拆除工作的重点。

（二）综合池支撑拆除存在的难点

综合池平面尺寸为88.6m×83.3m，两层钢筋混凝土支撑、栈桥下支撑拆除难度大、拆除工艺及流程对工期和安全管理影响大的多重难度因素，如何按照工期节点保质、保量、保安全地完成支撑拆除，对排除技术措施的准备工作是个考验，需要多种技术措施加以保障。

（三）拆除吊装对占路时间长和周边交通产生影响

混凝土结构拆除总工程量为2700m3，拆除时占用主干道，且占用交通主干道时间长。

（四）支撑拆除过程中易产生噪声和扬尘

减少支撑拆除过程中的噪声和扬尘，以及对拆除支撑的处置，是项目管理在环境保护工作方面的重点和难点。

综上所述，结合现场实际情况，科学选择以链条锯切割为主，局部采用机械凿除和手动风镐为辅，多种形式结合实施混凝土支撑的拆除工作。

二、拆除作业的流程管理及技术措施

（一）拆除流程

1.准备作业流程

在开始混凝土支撑拆除工作之前，施工单位要做到有备无患，做好充足的准备，在实施过程中才能高效、有序地实施拆除施工。

根据项目计划和目标，施工单位做技术、现场、设备、人员四个方面的准备工作，编制《大型基坑混凝土支撑拆除实施方案》，绘制大面积支撑分块拆除布置图，并做安全性验算；对现场道路交通组织和规划，吊装设备的半径计算和安全区域隔离，布置临时用电用水线路，备好符合标准的电箱和水管。具备380V/220V电源，水源（水压400～600kPa，水量15L/min）；准备绳锯、氧气乙炔等切割设备物资，叉车、托架等辅助设备，安全带、安全绳等防护设施准备；准备有经验的特殊工种、辅助工种人员、监测人员，配备防护。

2.钢筋混凝土支撑实施拆除流程

大型基坑支撑的拆除作业是结合主体结构实施进度分阶段、分板块进行的，因此拆除顺序和方向是管理的重点。

竖向拆除阶段顺序：首先切割拆除下层钢筋混凝土围檩、支撑、联系梁；其次切割拆除顶层钢筋混凝土支撑、压顶梁及栈桥板块、栈桥梁、格构柱；最后切割拆除格构柱。

横向平面拆除阶段顺序：下层支撑按照施工作业需求分九块顺时针方向拆除；上层支撑拆除较为复杂，首先进行外围渠道局部拆除、整块拆除、栈桥板块拆除、栈桥梁拆除、由中间向两侧拆除；然后拆除下方支撑及连系梁部分。

（二）技术措施

钢筋混凝土支撑拆除技术措施采用的基本原则：结合本工程的两层混凝土支撑现场实际情况，分别制定针对性的技术措施，同时配合主体结构的施工进度划分区域，分层、分块、逐段、逐根进行拆除。

1.支撑拆除结构数据

（1）如表1所示，下层钢筋混凝土支撑、压顶梁及栈桥杆件的混凝土强度等级为C30。

（2）如表2所示，上层钢筋混凝土支撑、压顶梁及栈桥梁板的混凝土强度等级为C30。

（3）如表3所示，栈桥区域平台钢筋混凝土厚度为250mm，混凝土强度等级C30。

2.预先性技术措施

（1）按照方案和拆除图纸做好详细的安全技术交底，对所有施工人员和管理人员进行交底，严禁擅自更改拆除顺序，严禁在拆除时超拆。

（2）查验复核底板结构强度报告、传力带强度报告。

（3）采用钢管脚手架和钢支撑（马凳）相互结合作为操作面，拆除支撑梁。

（4）切割顺序按照先八角撑后主撑的方式进行，现场做好切割顺序标志，防止切割顺序出现错误。

（5）布置周边沉降和位移观测点。

（6）对拆除区域采用钢管进行区域硬性隔离措施。

3.过程技术措施

（1）安全验算及测量分块。受现场场地和交通的限制，钢筋混凝土支撑梁采用分块切割吊运的方法。工程拟采用70t吊装，局部采用130t吊装，分块质量根据起重机半径及其中性能进行控制，栈桥板下部支撑分块质量控制为8t左右，切割分段长度控制计算如下。

起吊控制质量为12t；混凝土质量：2.4t；支撑梁截面：1500mm×800mm，1100mm×800mm，600mm×800mm，围檩截面：1500mm×800mm。

支撑梁截取长度计算：12÷2.4÷（1.1×0.8）=5.68（m）

围檩梁截取长度计算：12÷2.4÷（1.5×0.8）=4.16（m）

经计算，支撑梁分段截取长度宜为5m，围檩梁分段截取长度宜为3.5m。

受支撑及围檩单次切割长度的限制，在支撑切割前，需要对整体支撑进行测量放样，将支撑按要求划分为若干切割块，然后用墨斗在切割处弹出黑线，以便切割施工人员操作。

（2）支撑拆除技术措施。在正式切割前，由切割工现将切割机用于切割链条的穿设在斜撑上，当切割对象是钢筋混凝土围檩时，需在圈外侧（围护墙一侧）开设φ100的切割工艺孔，用于切割链条的穿设；当切割链条布设好、切割机就位后，由工人连接水电进行切割。利用链锯自下往上切割，在切割接近完成时，注意上部保留支撑100～150 mm（梁上部主筋未断）；排孔切割时，支撑梁两侧各保留支撑100～150 mm。其目的是保留两侧钢筋，使支撑不会落下；切割刀口为反八字形，防止切割后支撑下沉，更容易起吊；当切割后支撑梁后，包裹格构柱的混凝土块采用空压机人工风镐凿除至外漏钢筋，钢筋采用气割断开，然后吊运围檩、支撑梁装车外运。

（3）支撑梁吊运技术措施。支撑拆除拟拆除支撑梁最大质量为8t，而项目部选用的是70t起重机，其起重性能参照70t汽车吊起重性能表。

起重机伸长半径越大，越有利于综合池大跨度的拆除支撑梁的吊装，但是由上表可知，当起重质

量≥8t时，其起吊半径必须≤12m，因此，汽车吊在施工过程中最大允许起吊半径为12m。当被切割的支撑梁不在起吊半径覆盖区域内时，由叉车将被切割的支撑梁驳运送到起吊半径覆盖区域内，严禁擅自超距离起吊。

拆除支撑段采用两点吊装，对吊装用钢丝绳进行验算，选用φ52mm、公称抗拉强度为1670MPa，6×37＋1型纤维芯钢丝绳。

同时，采用捆绑式吊装时需要在构件转角处设置钢丝绳的保护措施（如半圆钢管护角），防止损伤钢丝绳。以最大支撑质量约8t，吊绳与构件水平面夹角应控制在45°～60°范围内计算。此时，吊点处钢丝绳所受拉力为46.6～56.56kN。支撑梁调运受力分析如图1所示。

钢丝绳容许拉力可按下式计算：

[Fg]=αFg /K

式中[Fg]──钢丝绳的容许拉力（kN）；

Fg──钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN），取 Fg=1330（kN）；

α──考虑钢丝绳之间荷载不均匀系数，取0.85；

K──钢丝绳使用安全系数，取K=6.0；

经计算得[Fg]=1330×0.85/6=188（kN）>80（kN），可以满足要求。

（4）局部拆除技术措施。在拆除下道支撑时，围檩梁、栈桥下、拆除过程中部分形成悬臂支撑梁等部位切割时无法直接运输起吊，需采用钢支撑（钢凳）临时支托后拆除。

用事先预制好的钢制马凳，在支撑梁切割前垫放在切割缝后1m左右距离处，无论是吊装起吊还是临时支撑都是处于有利状态，同时有效防止支撑梁被切断后无支撑措施导致支撑梁坠落到底板影响结构质量安全的问题。

本工程使用的钢凳以20#槽钢，结合10#方管焊接而成。高度比支撑底面低0.5～1mm，即底板顶到第二道支撑底，共计约3m。

4.上层支撑及栈桥拆除针对性技术措施

（1）带栈桥拆除补充技术措施

施工单位详细划分切割作业的分区分块图，明确切割方向，用不同颜色标表；栈桥板的拆除先采用机械凿除板梁接缝处，然后气割割除钢筋，吊装梁间板面，最后按照支撑梁的拆除形式进行栈桥梁的拆除。

（2）格构柱拆除技术措施

割后支撑梁后，包裹格构柱的混凝土块采用空压机人工风镐凿除至外露钢板，采用气割断开，然后吊运构柱装车外运。

（3）吊运技术措施

分阶段拆除，第一阶段一个拆除点，中期分方向增加一个拆除吊装点，避免工作面闲置，保障拆除进度满足需求。

三、拆除过程中的其他技术措施——基坑监测实时数据

首先，在拆除基坑内支撑的同时委托第三方做好基坑的位移变形监测，保证拆除过程中每天监测两次，并随时将监测数据上报。

然后，水平位移和沉降按规范要求和实际需求设置变形报警值。

（1）坡顶沉降和水平位移：累计值35mm，变形速率3mm/d。

（2）地面和道路沉降：累计值30mm，变形速率3mm/d。

（3）周边建筑物沉降：累计值20mm，变化速率2mm/d。

最后，根据基坑监测数据绘制监测折线图，对比各区域沉降和变形值和变形速率，分析拆除监测数据，有利于进一步合理地安排下一区域的拆除工作。

四、结语

目前，拆除切割大型基坑混凝土支撑是一项风险性较高工程，施工单位采用结合现场实际情况而针对性的拆除工艺，创新排除方法和措施，通过方案验算达到指导大型基坑混凝土支撑成功拆除的目的。拆除技术措施不断应用最新科技成果，做到安全、高效、经济，才能使工程顺利开展，保障工作质量。

参考文献：

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作者简介：刘翔（1982），男，安徽省合肥市人，本科，市政工程中级称工程师，研究方向为项目管理。